Номер 570, страница 89 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Последовательное соединение проводников - номер 570, страница 89.

Условие.

570. Вольтметр V, подключённый к лампе, показывает 4 В (рис. 104). Определите показания амперметра и напряжение на концах участка AB цепи.

Рис. 104

Решение.

Дано:

Сопротивление лампы $R_Л = 8$ Ом
Сопротивление резистора $R_Р = 12$ Ом
Показания вольтметра (напряжение на лампе) $U_Л = 4$ В

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

Показания амперметра $I_A$ - ?
Напряжение на концах участка АВ $U_{АВ}$ - ?

Решение:

На схеме (рис. 104) изображён участок цепи АВ, состоящий из последовательно соединённых лампы и резистора. Амперметр (А) включен в цепь последовательно, поэтому он измеряет общую силу тока в участке. Вольтметр (V) подключен параллельно лампе и измеряет напряжение на ней.

Определение показаний амперметра

Так как лампа и резистор соединены последовательно, сила тока во всех элементах цепи одинакова. Сила тока, которую показывает амперметр ($I_A$), равна силе тока, протекающей через лампу ($I_Л$):

$I_A = I_Л$

Используя закон Ома для участка цепи с лампой, мы можем найти силу тока, зная напряжение на лампе ($U_Л$) и её сопротивление ($R_Л$):

$I_Л = \frac{U_Л}{R_Л}$

Подставим известные значения:

$I_Л = \frac{4 \text{ В}}{8 \text{ Ом}} = 0.5 \text{ А}$

Следовательно, показания амперметра равны 0.5 А.

Ответ: Показания амперметра составляют 0.5 А.

Определение напряжения на концах участка АВ

При последовательном соединении общее напряжение на участке цепи равно сумме напряжений на его отдельных элементах. В данном случае, общее напряжение на участке АВ ($U_{АВ}$) равно сумме напряжений на лампе ($U_Л$) и на резисторе ($U_Р$):

$U_{АВ} = U_Л + U_Р$

Напряжение на лампе нам известно: $U_Л = 4$ В. Найдём напряжение на резисторе ($U_Р$) по закону Ома. Сила тока, протекающего через резистор ($I_Р$), равна общей силе тока в цепи, которую мы нашли в предыдущем пункте ($I_Р = I_A = 0.5$ А):

$U_Р = I_Р \cdot R_Р$

Подставим значения:

$U_Р = 0.5 \text{ А} \cdot 12 \text{ Ом} = 6 \text{ В}$

Теперь можем найти общее напряжение на участке АВ:

$U_{АВ} = 4 \text{ В} + 6 \text{ В} = 10 \text{ В}$

Проверка: Можно найти общее сопротивление участка АВ ($R_{АВ}$) и, используя общую силу тока ($I_A$), найти общее напряжение по закону Ома $U_{АВ} = I_A \cdot R_{АВ}$.

$R_{АВ} = R_Л + R_Р = 8 \text{ Ом} + 12 \text{ Ом} = 20 \text{ Ом}$

$U_{АВ} = 0.5 \text{ А} \cdot 20 \text{ Ом} = 10 \text{ В}$

Результаты совпадают.

Ответ: Напряжение на концах участка АВ цепи составляет 10 В.